Optesch Frequenzkämmen an optesch Transmissioun?

Optesch Frequenzkämmen an optesch Transmissioun?

Wéi mir wëssen, gëtt d'WDM-Technologie zënter den 1990er Joren fir Glasfaserverbindungen iwwer laang Strecken vun Honnerte oder souguer Dausende vu Kilometer benotzt. Fir déi meescht Regioune vum Land ass d'Glasfaserinfrastruktur dat deierste Verméigen, während d'Käschte fir Transceiverkomponenten relativ niddreg sinn.
Wéi och ëmmer, mat der Explosioun vun Datenraten a Netzwierker wéi 5G, gëtt d'WDM-Technologie ëmmer méi wichteg och a Kuerzstreckverbindungen, déi a vill méi grousse Volumen agesat ginn a dofir méi empfindlech op d'Käschten an d'Gréisst vun Transceiver-Baugruppen higewisen sinn.

Aktuell baséieren dës Netzwierker nach ëmmer op Dausende vun Single-Modus-Glasfaseren, déi parallel iwwer Kanäl vum Space Division Multiplexing iwwerdroe ginn, mat relativ niddrege Datenraten vun héchstens e puer honnert Gbit/s (800G) pro Kanal, mat enger klenger Zuel vu méiglechen Uwendungen an der T-Klass.

An nächster Zukunft wäert de Konzept vun der gemeinsamer raimlecher Paralleliséierung awer geschwënn d'Grenze vun hirer Skalierbarkeet erreechen a muss duerch eng spektral Paralleliséierung vun den Datenstréim an all Glasfaser ergänzt ginn, fir weider Erhéijunge vun den Datenraten z'erhalen. Dëst kéint e ganz neien Uwendungsraum fir d'WDM-Technologie opmaachen, an deem eng maximal Skalierbarkeet a punkto Kanälzuel a Datenrate entscheedend ass.

An dësem Kontext,den optesche Frequenzkammgenerator (FCG)spillt eng Schlësselroll als kompakt, fix Liichtquell mat verschiddene Wellenlängten, déi eng grouss Zuel vu gutt definéierten opteschen Träger liwwere kann. Zousätzlech ass e besonnesch wichtege Virdeel vun optesche Frequenzkämmen, datt d'Kammelinnen intrinsesch gläich wäit vuneneen ewech sinn an der Frequenz, wouduerch d'Ufuerderung fir Interkanal-Schutzbänner entlaascht gëtt an d'Frequenzkontroll vermeit gëtt, déi fir eng eenzeg Linn an engem konventionelle Schema mat engem Array vun DFB-Laseren erfuerderlech wier.

Et ass wichteg ze bemierken, datt dës Virdeeler net nëmme fir WDM-Sender gëllen, mä och fir hir Empfänger, wou diskret Lokaloszillator-Arrays (LO) duerch en Eenzelkammgenerator ersat kënne ginn. D'Benotzung vu LO-Kammgeneratoren erliichtert d'digital Signalveraarbechtung fir WDM-Kanäl weider, wouduerch d'Komplexitéit vum Empfänger reduzéiert gëtt an d'Phasenrauschtoleranz erhéicht gëtt.

Zousätzlech erméiglecht d'Benotzung vu LO-Kammsignaler mat Phasensperrung fir parallel kohärent Empfang souguer, d'Zäitdomänwelleform vum gesamte WDM-Signal ze rekonstruéieren, wouduerch Stéierungen, déi duerch optesch Netlinearitéiten an der Transmissiounsfaser verursaacht ginn, kompenséiert ginn. Zousätzlech zu dëse konzeptionelle Virdeeler vun der kambaséierter Signaltransmissioun sinn och eng méi kleng Gréisst an eng kosteneffektiv Masseproduktioun wichteg fir zukünfteg WDM-Transceiver.
Dofir si bei de verschiddene Kammsignalgeneratorkonzepter Chip-Skala-Apparater vu besonneschem Interessi. A Kombinatioun mat héich skalierbare photoneschen integréierte Schaltunge fir d'Modulatioun, d'Multiplexing, d'Routing an den Empfang vun Datensignaler kéinten esou Apparater de Schlëssel zu kompakten, héicheffizienten WDM-Transceiver sinn, déi a grousse Quantitéiten zu niddrege Käschte fabrizéiert kënne ginn, mat Transmissiounskapazitéite vu bis zu Zénger vun Tbit/s pro Glasfaser.

Déi folgend Figur weist e schematesche Bild vun engem WDM-Sender, deen en optesche Frequenzkamm FCG als Multiwellenlängt-Liichtquell benotzt. Den FCG-Kammsignal gëtt fir d'éischt an engem Demultiplexer (DEMUX) getrennt an dann an en elektrooptesche Modulator vun EOM bruecht. Doduerch gëtt de Signal enger fortgeschrattener QAM-Quadraturamplitudemodulatioun fir optimal Spektraleffizienz (SE) ënnerworf.

Beim Senderausgang ginn d'Kanäl an engem Multiplexer (MUX) nei kombinéiert an d'WDM-Signaler ginn iwwer Single-Modus-Faser iwwerdroen. Um Empfangsende benotzt de Wellenlängt-Divisiounsmultiplexer-Empfänger (WDM Rx) den LO-Lokaloszillator vum 2. FCG fir d'kohärent Detektioun vu Multiwellenlängten. D'Kanäl vun den Input-WDM-Signaler ginn duerch en Demultiplexer getrennt an un de kohärenten Empfängerarray (Coh. Rx) weidergeleet, wou d'Demultiplexerfrequenz vum Lokaloszillator LO als Phasenreferenz fir all kohärent Empfänger benotzt gëtt. D'Leeschtung vun esou WDM-Links hänkt natierlech zu engem groussen Deel vum zugronnleeënde Kammsignalgenerator of, besonnesch vun der optescher Linnbreet an der optescher Leeschtung pro Kammlinn.

Natierlech ass d'Technologie vum optesche Frequenzkamm nach ëmmer an der Entwécklungsphase, an hir Uwendungsszenarien a Maartgréisst si relativ kleng. Wann se technesch Engpässe iwwerwanne kann, Käschten reduzéiere kann an d'Zouverlässegkeet verbessert, da wäert et méiglech sinn, Uwendungen op Skalaniveau an der optescher Iwwerdroung z'erreechen.


Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 21. November 2024

  • Virdrun:
  • Weider: